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VM704振弦采集子產品工程監測振弦采集儀器裝置開發

VM704振弦采集子產品工程監測振弦采集儀器裝置開發

VM7XX系列子產品是多振弦式傳感器激勵、 頻率讀取、 溫度轉換的專業化讀數子產品,具有內建度高、 體積小、精度高、适應能力強、極少的外圍電路設計等突出特性,具有多種激勵方法、傳感器接入檢測、可程式設計激勵電壓、信号幅值檢測和信号品質評定等先進功能,能夠測量傳器信号品質、幅值、頻率、頻模、溫度并轉換為數字量和模拟量輸出,另外,多路通用 GPIO、12 位 ADC、資料存儲等附加硬體資源進一步增強子產品的可擴充性。

優勢特點

  相容性強:可以測量絕大多數廠家的單線圈式振弦傳感器。

  傳感器自動識别:可識别線圈50Ω~10KΩ。

  信号放大倍數:30~3000倍,可程式設計放大器、電阻調節。

  多種激勵方法:可程式設計高壓激勵、可程式設計掃頻、智能掃頻。

  溫度檢測:熱敏電阻/DS18B20/核心溫度檢測。

  可最多讀取振弦4通道+4溫度。

VM704振弦采集子產品工程監測振弦采集儀器裝置開發

應用領域:支坑支護監測,自動化監測,岩土工程監測,地質災害監測。

基本概念 

振弦傳感器:(vibrating wire sensor)是以拉緊的金屬鋼弦作為敏感元件的諧振 式傳感器。當弦的長度确定之後,其固有振動頻率的變化量即可表征鋼弦所受拉力 的大小。根據這一特性原理,即可通過一定的實體(機械)結構制作出測量不同種 類實體量的傳感器(如:應變傳感器、壓力傳感器、位移傳感器等),進而實作被測 實體量與頻率值之間的一一對應關系,通過測量頻率值變化量來計算出被測實體量 的改變量。 

振弦傳感器讀數子產品:專指針對振弦傳感器的特性而設計的傳感器激勵、讀數子產品。具有內建度高、功能子產品化、數字接口的一系列特性,能完成振弦傳感器的激勵、信号檢測、資料處理、品質評估等專用針對性功能,進行傳感器頻 率和溫度實體量模數轉換,進而通過數字接口實作資料互動。振弦傳感器讀數子產品 是振弦傳感器與數字化、資訊化之間的核心轉換單元。 

激勵:也稱為“激振”,是振弦類傳感器頻率資料擷取的必須過程,僅當傳感器收 到合适的激勵信号後才能産生自振,而僅當振弦傳感器産生自振後才能輸出頻率信 号,進一步的,讀數電路會檢測并讀取振弦傳感器的自振信号,才能通過計算得到 振動頻率值。振弦傳感器的激勵信号(能夠使傳感器産生自振的外部信号)一般分 為兩類,一類為高壓短促脈沖,一類為特定頻率的多組連續低壓脈沖信号。 

高壓脈沖激勵:使用較高電壓(100~200V)向振弦傳感器線圈發送短促脈沖,使任 意頻率的振弦傳感器産生自振的過程或方法。 

低壓掃頻激勵:使用與傳感器自振頻率相當(接近)的頻率向振弦傳感器發送連續 的低壓(3~10V)脈沖信号,使傳感器産生自振的過程或方法。 

振弦傳感器傳回信号:當傳感器産生自振後,鋼弦自振切割傳感器線圈,線上圈中 産生微弱電流,這種随鋼弦振動變化的正弦電信号稱為“振弦傳感器傳回信号”。 

采樣值:或稱為“單個樣本”,在本手冊中尤指傳感器傳回的單個正弦信号,為了 提高正弦波頻率值的測量精度,需要采集多組正弦信号進行綜合計算。由于傳感器 傳回的正弦信号是由強變弱逐漸消失,且本身信号十分微弱,不同廠家振弦傳感器 傳回信号強度和時長均不相同,是以振弦子產品在資料采集時采用部分抽樣的方法獲 取若幹采樣資料進行綜合計算,對于每個采集到的正弦波稱之為“一個樣本”或 “一個采樣值”。 

标準差:(Standard Deviation),中文環境中又常稱均方差,是總體各機關标準值 (采樣值)與其平均數的算術平均數之差的平方根。标準差能反映一個資料集的離 散程度(平均數相同的兩組資料,标準差未必相同)。一個較大的标準差,代表大部 分數值和其平均值之間差異較大;一個較小的标準差,代表這些數值較接近平均值, 品質較高。 

ADC:(Analog-to-Digital Converter)模拟-數字轉換器。是指将連續變化的模拟 信号轉換為離散的數字信号的器件。

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